Vad är beräkningsfotografi och hur fungerar det?

Beräkningsfotografering använder programvara för att digitalt förbättra fotografier. Det gör detta på många sätt och används oftast i smartphones. Faktum är att beräkningsfotografering i hög grad är ansvarig för varför smarttelefonkameror nu är så bra - särskilt jämfört med mycket större och dyrare kameror.

Låt oss ta en titt på vad beräkningsfotografering innebär och hur det används för att förbättra bilder.

Hur förbättrar beräkningsfotografering bilder?

Traditionellt görs varje fotografi via två huvudprocesser. Först är det den optiska komponenten, som inkluderar linsen, kamerasensoroch inställningar, och sedan finns det bildbehandling. Vanligtvis sker bildbehandling efter att ett fotografi är gjort, för att utveckla film eller manipulera en bild med hjälp av programvara som Photoshop.

Däremot sker beräkningsfotografering automatiskt, sida vid sida med själva fotograferingen. Till exempel, när du öppnar din smarttelefonkamera, händer flera saker redan, inklusive att analysera färgen på det lokala området och upptäcka föremål som ansikten inom scenen. Dessa processer sker före, under och strax efter att ha tagit ett foto och kan drastiskt förbättra dess kvalitet.

Så, vad är några av beräkningsfotograferingens funktioner?

Bildstapling

Bildstapling är när flera bilder kombineras för att behålla de bästa egenskaperna hos varje. Smartphones använder detta väldigt ofta, särskilt när man tar högdynamiska (HDR) fotografier. Kameran tar sekventiella bilder väldigt snabbt och ändrar exponeringen något varje gång. Genom att stapla bilderna kan detaljer från de ljusaste och mörkaste delarna av bilden bevaras.

Detta är särskilt användbart med scener som har både ljusa och mörka delar. Till exempel kan du ta en bild av en stad med en ljus solnedgång bakom. Med bildstapling kan din telefon exponera både solen och den mörkare staden på rätt sätt, så att en levande, detaljerad bild kan tas.

Pixel Binning

Problemet med smartphones är att deras kamerasensorer måste vara mycket små, vilket betyder att för en sensor med hög upplösning måste pixlarna också vara mycket små. Till exempel en av Samsung S21sensorer mäter 64 megapixlar och 1,76 tum över. Detta motsvarar en pixelstorlek på 0,8 mikrometer - mer än fem gånger mindre än de flesta DSLR -pixlar, vilket är ett problem eftersom mindre pixlar släpper in mindre ljus än större pixlar, vilket resulterar i bilder av lägre kvalitet.

Pixelbinding undviker detta problem genom att kombinera informationen från angränsande pixlar till en pixel. På detta sätt blir fyra närliggande pixlar en. Problemet med detta är att den tappar den ultimata upplösningen med en fjärdedel (så en 48-megapixelkamera ger en 12-megapixelbild). Men avvägningen är vanligtvis värt besväret när det gäller bildkvalitet.

Simulerad skärpedjup

Du kommer att märka att smarttelefonbilder i allmänhet visar allt mer eller mindre i fokus, inklusive bakgrunden på bilden. Anledningen till detta blir lite teknisk, men i grund och botten, eftersom en smarttelefonsensor är så liten och objektivets bländare normalt är fixerad, har varje skott en stort skärpedjup.

Som jämförelse kommer bilder från avancerade kameror som DSLR ofta att ha en mycket mjuk oskarp bakgrund som förbättrar bildens övergripande estetiska kvalitet. Hign-end kameralinser och sensorer kan manipuleras för att ge detta resultat.

Smartphones använder istället programvara för att uppnå denna effekt. Vissa telefoner har flera linser som tar ett foto av förgrunden och bakgrunden samtidigt vissa har programvara som analyserar scenen för objekt och deras kanter och suddar bakgrunden artificiellt.

Ibland fungerar den här processen inte särskilt bra, och smarttelefonen lyckas inte ta upp kanter rätt, suddar delar av en person eller ett objekt i bakgrunden och leder till några intressanta foton. Men mjukvaran blir mer sofistikerad, vilket leder till några utmärkta porträttfotografier från smartphones.

Färgkorrigering

Nästan varje kamera har ett färgbalansalternativ. Numera kan de flesta kameror göra detta helt automatiskt. Kameran tar in information om färgtemperaturen i scenen och avgör vilken typ av belysning som är riklig. Är det solnedgångens varma orange sken eller fluorescerande belysning inomhus? Kameran tar denna information och justerar färgerna i fotot i enlighet med detta.

Skärpning, brusreducering och tonmanipulering

För att förbättra bildkvaliteten kommer många smartphones att tillämpa olika effekter på fotot, inklusive skärpning, brusreducering och tonmanipulation.

• Skärpning gäller selektivt för bildfokuserade delar.
• Brusreducering eliminerar mycket av den kornighet som uppstår i situationer med svagt ljus.
• Tonmanipulation är som att applicera ett filter. Det kommer att förändra skuggorna, höjdpunkterna och mellantonerna på fotot för att få ett mer tilltalande utseende på det.

Användningsområden för beräkningsfotografi

Beräkningsfotografering har möjliggjort några fantastiska saker på de små, diskreta kamerorna i våra smartphones.

Nattfotografering

Genom att använda HDR-bildstapling för att ta flera exponeringar av en scen kan smartphones ta skarpa bilder av hög kvalitet i svagt ljus.

Astrofotografi

Vissa telefoner, som Google Pixel 4 och senare, har ett astrofotografiläge. Till exempel tar Pixel 4 16 15-sekunders exponeringar. Den långa exponeringen gör att telefonsensorn kan få upp så mycket ljus som möjligt, medan den är 15 sekunder lång exponeringar är inte tillräckligt långa för att stjärnornas rörelse ska orsaka streck i det resulterande Foto.

Dessa bilder kombineras sedan, artefakter tas bort automatiskt och resultatet är en underbar bild av natthimlen.

Porträttläge

Med möjlighet att simulera skärpedjup kan smartphones ta underbara porträttfotografier - inklusive selfies. Det här alternativet kan också isolera objekt i en scen och lägga till ett outfokuserat utseende i bakgrunden.

Panoramalägen

Liksom HDR innebär andra former av fotografering att kombinera flera bilder. Panoramaläget som ingår i de flesta smartphones innefattar att ta flera fotografier och sedan sy ihop programvaran där de möts för att skapa ett stort fotografi.

Vissa kameror innehåller riktigt intressanta versioner av detta. Till exempel innehåller vissa drönare som Mavic Pro 2 ett sfärfotofunktion. Drönaren kommer att ta en serie fotografier och sy ihop dem för att skapa det som ser ut som en miniatyrjord.

Beräkningsfotografi: Små sensorer, utmärkta foton

När beräkningsfotografering utvecklas kommer mindre kameror som de som används i telefoner, drönare och actionkameror att förbättras drastiskt. Att kunna simulera många av de önskvärda effekterna av större, dyrare kamera/objektivkombinationer kommer att vara tilltalande för många människor.

Att automatisera dessa processer hjälper vanliga människor utan fotograferingsupplevelse att ta fantastiska foton - något som professionella fotografer kanske inte är så glada över!

Fungerar inte FaceTime? 15 potentiella korrigeringar att prova

Fungerar inte FaceTime? Ta reda på hur du åtgärdar problem när FaceTime inte kommer att ansluta eller stöter på andra problem.

Läs Nästa

Om författaren